DE4344719C2 - Axialfluß-Laseroszillator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Axialfluß- Laseroszillator der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Ein derartiger Axialfluß-Laseroszillator ist aus der EP 285 398 A2 bekannt.

Im folgenden wird eine Erläuterung eines Axialfluß-La­ seroszillators des Stands der Technik gegeben. Wie in Fig. 3 gezeigt, weist ein Axialfluß-Laseroszillator des Stands der Technik auf: ein Gasgebläse 1, Gaskühlungseinheiten 2a und 2b, die an der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung des Gasgebläses 1 vorgesehen sind, einen Ausgangsspiegel 3, einen Totalrefle­ xionsspiegel 4, Gasentladungsröhren 5a und 5b, eine Entladungs­ leistungszuführung 6 (z. H. eine Gleichstromleistungsquelle oder ein Radiofrequenzoszillator), Gaszuführungsrohre 7a und 7b, ein Gasauslaßrohr 8, ein Rollgleitstück 11, eine Gasauslaß­ einrichtung 13, einen Ausgangsspiegelhalter 25a, einen Total­ reflexionsspiegelhalter 25b, den Resonator stützende Stäbe 26a und 26b, Gaszuführungseinrichtungen 27a und 27b und eine den Resonator stützende Metalleinrichtung 28.

Anhand des Axialfluß-Laseroszillators des Stands der Tech­ nik, der die oben genannten strukturellen Elemente aufweist, werden im folgenden ihre gemeinsamen Relationen und Aktionen erläutert. Wie in Fig. 3 gezeigt, werden die Halter 25a und 25b, jeweils um den Ausgangsspiegel 3 und den Totalreflexionsspiegel 4 zu halten, an beiden Enden der Resonator stützenden Stäbe 26a und 26b angebracht. Dann werden der Ausgangsspiegel 3, der Totalreflexionsspiegel 4, die Gasentladungsröhren 5a und 5b alle derart plaziert, daß sie auf einer gemeinsamen axialen Linie angeordnet sind. Ein Gaslasermedium wird diesen beiden Gasentladungsröhren 5a und 5b bei gleicher Flußgeschwindigkeit von den Gaszuführungsröhren 7a und 7b mittels des Gasgebläses 1 durch die Gaszuführungseinrichtungen 27a und 27b, welche je­ weils an den Spiegelhaltern 25a bzw. 25b angebracht sind, zuge­ führt. Das den Gasentladungsröhren wie oben beschrieben zuge­ führte Gas wird durch die Entladung angeregt, welche in den Gasentladungsröhren durch den Strom hervorgerufen wird, welcher von der Entladungsleistungszuführung 6 zugeführt wird. Und ein Laserausgangslicht, welches in der Zeichnung nicht gezeigt ist, wird durch den Ausgangsspiegel 3 ausgegeben. Das Gaslasermedi­ um, welches durch die Entladung erhitzt wird und durch die Gas­ entladungsröhren 5a und 5b fließt, wird an der Gasauslaßein­ richtung 13, die sich in der Mitte des Resonators befindet, ge­ sammelt. Und das Gaslasermedium wird durch das Gasauslaßrohr 8 herausgeleitet. Das herausgeleitete Gaslasermedium wird an der Gaskühlungseinheit 2b, die an das Gasauslaßrohr 8 angeschlossen ist, gekühlt und dann zum Gasgebläse 1 zurückgeführt.

Das Gaslasermedium, welches durch die Gasentladungsröhren 5a und 5b gelangt ist, wird an der Gaskühlungseinheit 2b, die sich an der Einlaßöffnung des Gasgebläses 1 befindet, gekühlt. Daher nähert sich die Temperatur des Gaslasermediums an der Auslaßöffnung der Gaskühlungseinheit 2b der Temperatur des Kühlmittels, wie z. B. Wasser, an, welches der Gaskühlungsein­ heit zugeführt wird. Zum Kühlen des Gaslasermediums, welches durch die Entladung erhitzt wird, steigt die Temperatur des Kühlmittels zu einer Zeit konstanten Betriebs hinreichend lange nach Beginn der Entladung, jedoch im wesentlichen im Verhältnis zu der Menge an Energie, welche vom Gaslasermedium auf das Kühlmittel übergeht. Demgemäß steigt die Temperatur des Gasla­ sermediums an der Auslaßöffnung der Gaskühlungseinheit 2 um den Betrag, wie die Temperatur des Kühlmittels ansteigt.

Infolgedessen treten bei dem Gaslasermedium Temperatur­ schwankungen von normalerweise 3 bis 5°C an der Auslaßöffnung der Gaskühlungseinrichtung 2b auf, die eine Folge der Gegenwart oder Abwesenheit der Entladung sind, obwohl es auch von der Wärmekapazität des Kühlmittels und dem Entladungseingang ab­ hängt. Da diese Temperaturschwankung sogar bleibt, nachdem das Gaslasermedium durch das Gasgebläse 1 und die Gaskühlungsein­ heit 2a gelangt ist, findet zu einer Zeit, wenn der Laseroszil­ lator angeschaltet ist, oder zu einer Zeit, wenn die Entla­ dungseingangsleistung geändert wird, um die Laserausgangslei­ stung einzustellen, wegen der Temperaturschwankungen des Gasla­ sermediums, welches durch die Gaszuführungsrohre 7a und 7b ge­ leitet wird, eine Expansion oder eine Kontraktion in den Gaszu­ führungsrohren 7a und 7b statt.

Expansionen und Kontraktionen, die in den Gaszuführungs­ rohren 7a und 7b stattfinden, breiten sich bis zu den Spiegel­ haltern 25a und 25b aus. Wenn irgendwelche Ungleichmäßigkeiten der Expansionen und Kontraktionen in den Gaszuführungsrohren 7a und 7b auftreten, ergibt sich daraus folglich das Problem, daß die optische Achse des Resonators abweicht und daher der Pegel der Laserausgangsleistung zu schwanken beginnt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Ausgang in einem Axialfluß-Laseroszillator zur Verwendung in Laser-Bearbeitungsvorrichtungen oder dergleichen zu stabilisieren.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach stellt die vorliegende Erfindung einen Axialfluß- Laseroszillator bereit, umfassend:
einen Laserresonator mit einer ersten Gasentladungsröhre und einer zweiten Gasentladungsröhre, die koaxial und seriell durch eine Gasauslaßeinrichtung verbunden sind und dadurch eine integrierte Gasentladungsröhre bilden zum Erzeugen von elektrischen Entladungen in einem darin befindlichen Gaslasermedium, wobei der Laserresonator einen Ausgangsspiegel und einen Totalreflexionsspiegel aufweist, die an den jeweiligen Enden der integralen Gasentladungsröhre befestigt sind,
ein Gasgebläse zum Zirkulieren des Gaslasermediums durch die Gasentladungsröhren,
ein Gaszuführungsrohr, das eine Verbindung von dem Gasgebläse zu den Gasentladungsröhren bildet,
ein Gasauslaßrohr, das eine Verbindung durch die Gasauslaßeinrichtung von den proximalen Enden der Gasentladungsröhren zu dem Gasgebläse bildet,
wenigstens eine Gaskühlungseinheit, die mit dem Gaszuführungsrohr oder dem Gasauslaßrohr verbunden ist,
eine Entladungsleistungszuführung zum Zuführen einer Leistung zur Erzeugung der elektrischen Entladungen,
eine Resonatorbasis, die Gasverteilungspfade enthält, die eine Verbindung von dem Gaszuführungsrohr und zu einem distalen Ende der ersten Gasentladungsröhre und zu einem distalen Ende der zweiten Gasentladungsröhre herstellen und die auch in einer im wesentlichen parallelen Anordnung entlang des Laserresonators auf eine Weise angeordnet ist, daß sie durch ihre Halteglieder an beiden Endteilen die jeweiligen distalen Enden der Gasentladungsröhren hält, und
eine verbindende Gaszuführungseinrichtung, die an einem nahe gelegenen Endteil der Resonatorbasis befestigt ist derart, daß sie die Resonatorbasis trägt, und mit dem Gaszuführungsrohr verbunden ist, gekennzeichnet durch
eine Verteilungsführungseinrichtung mit einer Abschirmführungsplatte, die in der Resonatorbasis horizontal zwischen einer Gaseinlaßöffnung und einer Gasverteilungsöffnung, die sich direkt über der Gaseinlaßöffnung befindet und mit der ersten Gasentladungsröhre verbunden ist, um das Gaslasermedium
zum Zuführen zu dem einen Ende der ersten Gasentladungsröhre und zu dem anderen Ende der zweiten Gasentladungsröhre zu verteilen.

Die Stabilisierung des Ausgangs wird erreicht, indem die Flußrate des Kühlmediums, z. B. Wasser, welches der Kühlein­ richtung zugeführt werden soll, eingestellt wird.

Durch den oben genannten Aufbau kann eine ungleichmäßige thermische Expansion, die in dem Gaszuführungsrohr oder in dem Resonator selbst als Folge der Schwankungen der Gastemperatur auftritt, verhindert werden. Dadurch werden Abweichungen von der optischen Achse des Resonators verhindert und die Stabili­ sierung des Laserausgangs kann erreicht werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1(a) ist eine Vorderansicht der gesamten Vorrichtung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1(b) ist eine Schnittansicht der ersten Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung entlang einer vertikalen Ebene, die die optische Laserachse des Hauptteils umfaßt.

Fig. 1(c) ist eine Schnittansicht entlang einer vertikalen Ebene senkrecht zur optischen Laserachse des Hauptteils in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2(a) ist eine Vorderansicht eines Resonatorteils einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2(b) ist eine Schnittansicht des Hauptteils einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entlang ei­ ner vertikalen Ebene, die die optische Laserachse umfaßt.

Fig. 3 ist eine Vorderansicht, welche den Aufbau eines Axialfluß-Laseroszillator des Stands der Technik zeigt.

Es wird erkannt werden, daß einige oder alle der Figuren schematische Darstellungen zum Zweck der Erläuterung sind und nicht unbedingt die tatsächlichen relativen Größen oder Anord­ nungen der gezeigten Elemente darstellen.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevor­ zugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Fig. 1(a), Fig. 1(b), Fig. 1(c), welche die erste Ausführungsform zeigen, und

Fig. 2(a) und Fig. 2(b), welche die zweite Ausführungsform zei­ gen, im Detail erläutert.

In Fig. 1(a) bis Fig. 2(b), welche eine erste und eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, haben die Teile, die denjenigen des Stands der Technik in Fig. 3 ent­ sprechen, die gleichen Bezugszeichen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt ein Axialfluß-Laseroszillator einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: ein Paar Gasentladungsröhren 5a und 5b, welche seriell und linear durch eine Gasauslaßeinrichtung 13 verbunden und zwischen einem Aus­ gangsspiegelhalter 12a und einem Totalreflexionsspiegelhalter 12b gehalten sind, wodurch sie eine koaxiale, lineare und inte­ grierte Gasentladungsröhre bilden; eine erste Gaskühlungsein­ heit 2b, die durch ein Gasauslaßrohr 8 mit der Auslaßöffnung der Gasauslaßeinrichtung 13 verbunden ist; ein Gasgebläse 1, das mit der Auslaßöffnung der ersten Gaskühlungseinheit 2b verbunden ist; eine zweite Kühlungseinheit 2a, die mit der Aus­ gangsöffnung des Gasgebläses 1 verbunden ist; ein Kühlmittel­ flußrateneinsteller 14 zum Einstellen der Kühlmittelrate der zweiten Kühlungseinheit 2a entsprechend einem festgesetzten La­ serausgangswert durch Empfang eines Einstellsignals 6a; eine verbindende Gaszuführungseinrichtung 10, welche eine Ausgangs­ öffnung der zweiten Kühlungseinheit 2a über ein Gaszuführungs­ rohr 7 mit einer Resonatorbasis 9 verbindet. Die Resonatorbasis 9 ist gestaltet wie ein Rahmen oder eine Basis in Form eines länglichen Behälters und dient dazu, beide Enden der integrier­ ten Gasentladungsröhre zu halten sowie das Gaslasermedium ver­ teilend an die oben genannten Enden zu leiten. Eine Entladungs­ leistungszuführung 6 ist angeschlossen, um elektrische Gasent­ ladungen in den Gasentladungsröhren 5a und 5b zu erzeugen. Die Entladungsleistung kann eine bekannte Gleichstromleistung oder eine bekannte Mikrowellenleistung sein, je nach den Arten der Laseroszillation.

Ein Ausgangsspiegel 3 ist an dem Ausgangsspiegelhalter an­ gebracht, welcher das oben genannte eine Ende oder das erste distale Ende der ersten Gasentladungsröhre 5a hält, und er er­ möglicht es dem erzeugten Laserlicht, durch ihn hindurch ausge­ strahlt zu werden.

Ein Totalreflexionsspiegel 4 ist an dem Totalreflexions­ spiegelhalter 12b angebracht, welcher das oben genannte eine Ende oder das zweite distale Ende der zweiten Gasentladungsröh­ re 5b hält.

Die Resonatorbasis 9 hat eine Einlaßöffnung 9a an dem lin­ ken unteren Teil von Fig. 1(b), welche durch die Gaszuführungs­ einrichtung 10 mit dem Gaszuführungsrohr 7 verbunden ist, und sie hat außerdem eine erste Gasverteilungsöffnung 9b, die sich direkt über der Gaseinlaßöffnung 9a befindet und mit dem linken Endteil der ersten Gasentladungsröhre 5a durch den Ausgangs­ spiegelhalter verbunden ist. Außerdem hat die Resonatorbasis 9 eine Abschirmführungsplatte 16b, die durch eine vordere Abdeck­ platte 16a horizontal zwischen der Gaseinlaßöffnung 9a und der ersten Gasverteilungsöffnung 9b gehalten wird. Durch die Abschirmführungsplatte 16b wird etwa die Hälfte des eingegangenen Gases nach rechts zu einer zweiten Gasverteilungsöffnung (nicht gezeigt) geleitet, welche mit dem Halter 12b des Totalrefle­ xionsspiegels verbunden ist, während die andere Hälfte des ein­ gegangenen Gases nach oben in die erste Gasverteilungsöffnung 9b geleitet wird.

Ein Paar von Zwischenräumen 9g in Form einer Nut werden auf beiden Seitenflächen der Resonatorbasis 9 derart gebildet, daß sie zwischen den oberen vorstehenden Seiten 9d mit nach un­ ten gebogener Kante und den unteren vorstehenden Seiten 9d' mit nach oben gebogener Kante umgeben werden. Ein Gebläse 15 ist vorgesehen, welches einem Ende der Resonatorbasis 9 derart ge­ genüberliegt, daß es Luftströme in die nutförmigen Zwischen­ räume 9g entlang der Resonatorbasis 9 bläst, so daß die Tempe­ ratur der Resonatorbasis 9, also die Temperatur des Gaslaserme­ diums, welches darin fließt, entlang der Länge der Resonatorba­ sis 9 sehr gleichmäßig gemacht wird.

Wie in Fig. 1(a) bis Fig. 1(c) gezeigt, sind die Gasentla­ dungsröhren 5a und 5b jeweils mit dem Ausgangsspiegelhalter 12a und dem Totalreflexionsspiegelhalter 12b an ihren jeweiligen distalen Enden und mit der Gasauslaßeinrichtung 13 an ihren je­ weiligen proximalen Enden verbunden. Der Ausgangsspiegel 3, der Totalreflexionsspiegel 4 und die Gasentladungsröhren 5a und 5b sind koaxial derart angeordnet, daß sie einen Resonator bilden.

Die Spiegelhalter 12a und 12b sind an beiden Endteilen der Resonatorbasis 9 und an einer oberen flachen Seite befestigt, die durch die oberen und unteren vorstehenden Seitenteile 9d (Fig. 1(c)) der Resonatorbasis 9 gebildet wird.

Die verbindende Gaszuführungseinrichtung 10 ist an der un­ teren Seitenfläche der Resonatorbasis 9 nahe dessen Ende mit dem Ausgangsspiegel 3 befestigt. Und ein Roll- bzw. Wälzgleiter 11 ist an der unteren Seitenfläche der Resonatorbasis 9 nahe dessen Ende mit dem Totalreflexionsspiegel 4 befestigt. Und der Resonator, der aus den Gasentladungsröhren 5a, 5b, den Spiegel­ haltern 12a, 12b, dem Ausgangsspiegel 3, dem Totalreflexions­ spiegel 4, der Gasauslaßeinrichtung 13 und der Resonatorbasis 9, welche die oben genannten Bestandteile hält, besteht, wird an seinem linken Endteil (von Fig. 1(a)) durch ein Bolzen-ge­ stütztes Lager 10b gestützt, welches an einem Rahmen 10f befe­ stigt ist und drehbar den Resonator hält, der durch einen Bol­ zen 10a gestützt wird, der durch die Seitenwände der verbinden­ den Gaszuführeinrichtung 10 gehalten wird, und an seinem rech­ ten Endteil (von Fig. 1 (a)) wird er von dem Roll- bzw. Wälz­ gleitstück 11 gestützt, welches an dem anderen Ende der Reso­ natorbasis 9 vorgesehen ist.

Das Kühlluftgebläse 15 ist so angebracht, daß es der End­ fläche der Resonatorbasis 9 an der Seite des Totalreflexions­ spiegels 4 gegenüberliegt, so daß es die Luftströme 15a und 15b entlang des Zwischenraums bläst, der von den oberen und den un­ teren vorstehenden Seitenteilen 9d und 9d' der Resonatorbasis 9 umgeben ist.

Das Steuerventil 14 für die Kühlwasserflußrate ist mit dem Kühlwasserrohr der Gaskühlungseinheit 2a verbunden, welche an der Auslaßöffnung des Gasgebläses 1 vorgesehen ist. Das Steuer­ ventil 14 steuert die Kühlwasserflußrate in Abhängigkeit des den Ausgangswert festsetzenden Signals 6a.

Die Gasflußabschirm-Führungsplatte 16b ist in der Vorder- Abdeckung 16a befestigt, welche an dem Endteil der Resonatorba­ sis 9 angebracht ist. Da die Gasflußabschirmführungsplatte 16b etwa auf halber Höhe des Gasfluß-Durchgangslochs 9c angeordnet ist, die innen in der Resonatorbasis 9 in Richtung parallel zu der Öffnungsebene der Anschlußöffnung 9a, vorgesehen ist, schirmt sie die Verteilungsöffnung 9b ab, die dazu dient, das Gaslasermedium von der Verbindungsöffnung 9a, die sie mit der verbindenden Gaszuführeinrichtung 10 der Resonatorbasis 9 ver­ bindet, der Ausgangsspiegelhalterung 12a zuzuführen.

Außerdem ist in dem Spiegelhalter 12b, welcher am Ende des Totalreflexionsspiegels 4 der Resonatorbasis 9 vorgesehen ist, eine Öffnung zum Zuführen des Gaslasermediums vorgesehen.

Der Betrieb der ersten Ausführungsform des wie oben aufge­ bauten Axialfluß-Laseroszillators ist wie folgt:
Das Gaslasermedium wird zu gleichen Teilen in die beiden Axialfluß-Gasentladungsröhren 5a und 5b aufgeteilt und eingege­ ben. Das in gleiche Teile aufgeteilte Gaslasermedium wird durch das Gasgebläse 1 durch das Gaszuführungsrohr 7 jeweils einer Resonatorbasis 9 und Spiegelhaltern 12a und 12b zugeführt, und zwar ähnlich wie es im bekannten Beispiel erklärt wurde. Das Gaslasermedium wird durch die elektrische Entladung angeregt, die durch die Leistung von der Entladungsleistungszuführung 6 erzeugt wird, welche durch das Signal 6a zur Einstellung des Ausgangswerts gesteuert wird. Das oszillierende Laserlicht läuft vor und zurück, während es zwischen dem Ausgangsspiegel 3 und dem Totalreflexionsspiegel 4 verstärkt wird, und wird schließlich durch den Ausgangsspiegel 3 nach außen geleitet. Das Gaslasermedium, dessen Temperatur durch die Entladung in den Gasentladungsröhren 5a und 5b erhöht wird, wird durch die Gasauslaßeinrichtung 13 gesammelt und in der Gaskühlungseinheit 2b gekühlt. Dann wird das Gaslasermedium mittels des Gasgeblä­ ses 1 durch das Gaszuführrohr 7 und die Gaskühlungseinheit 2a wieder zurück zu den Gasentladungsröhren 5a und 5b geschickt.

Obwohl das Gaslasermedium durch seine Temperaturschwankun­ gen, während es das Gaszuführungsrohr 7 passiert, das Rohr 7, ähnlich wie in dem herkömmlichen Beispiel, zum Expandieren und Kontrahieren veranlasst, weicht die optische Achse des Resona­ tors durch die Expansion und die Kontraktion des Gasrohrs 7 nicht ab, da es mit der Resonatorbasis 9 nur durch die verbin­ dende Gaszuführungseinrichtung 10 verbunden ist, welche durch den den Resonator stützenden Stab 1% und das den Stab stüt­ zende Lager 10b an einem Ende der Resonatorbasis 9 befestigt ist.

Zu dem Zeitpunkt, wenn das Gaslasermedium die Verbindungs­ öffnung 9a der Resonatorbasis 9 passiert, tritt es in den Aus­ gangsspiegelhalter 12a ein, nachdem es einen Umweg um die Gas­ fluß-Abschirmführungsplatte 16b gemacht hat. Folglich trifft das Gaslasermedium nicht auf die Wand des Gasfluß-Durchgangs­ lochs 9c in der Resonatorbasis 9, auch wenn die Temperatur des Gaslasermediums schwankt, und daher wird eine lokale Erwärmung oder Abkühlung der Resonatorbasis 9 verhindert; somit weist die gesamte Resonatorbasis 9, der Temperaturschwankung des Gasla­ sermediums folgend, die Temperaturänderung der gleichmäßigen Verteilung auf.

Da die oberen und unteren vorstehenden Seiten 9d, 9d' der Resonatorbasis 9 derart gebogen sind, daß sie nutförmige Zwi­ schenräume bilden, welche parallel zu der Resonatorbasis 9 ver­ laufen, dienen sie als Führungen für die Luftströme 15a und 15b, die von dem Gebläse 15 erzeugt werden. Dadurch werden Luftströme 15a und 15b von dem Gebläse 15 entlang der Seiten­ wände der Resonatorbasis 9 gebildet. Folglich wird die Tempera­ turverteilung der Resonatorbasis 9 von außen her durch die Luftströme 15a und 15b gleichmäßig gemacht.

Außerdem wird das Steuerventil 14 für die Kühlwasserfluß­ rate so eingestellt, daß die Flußrate des Kühlwassers, welches der Gaskühlungseinheit 2a zugeführt wird, erhöht wird, wenn die Einstellung des Ausgangswerts der Entladungsleistungszuführung 6 erhöht wird. Und es reduziert die Kühlwasserzuführung, wenn die Einstellung des Ausgangswerts verringert wird. Die Flußra­ te, die durch das Flußratensteuerventil 14 steuerbar ist, wird so eingestellt, daß die Temperatur des Gaslasermediums, welches durch die Gaskühlungseinheit 2a gelangt, dort vor dem Entla­ dungsbeginn auf eine Temperatur gesenkt werden kann. Folglich wird die Temperatur des Gaslasermediums an der Ausgangsöffnung der Gaskühlungseinheit 2a gesenkt und auf einer nahezu konstan­ ten Temperatur gehalten, unabhängig von den Leistungspegeln des Entladungseingangs. Dadurch kann das Gaslasermedium mit einer konstanten Temperatur zugeführt werden.

Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung, wie sie oben beschrieben wurde, wird die Temperatur­ schwankung des Gaslasermediums verhindert, unabhängig von der Menge der eingegeben elektrischen Leistung. Dadurch wird die Verformung oder Verbiegung des Gaszuführungsrohrs verhindert. Außerdem zeigt sich, daß, auch wenn die Temperaturschwankung beim Gaslasermedium auftritt, sie über den gesamten Resonator verteilt wird. Weiterhin erleidet der Resonator nicht den Ein­ fluß der Expansion und der Kontraktion des Gaszuführungsrohrs.

Dadurch kann die Verformung oder Verbiegung des Resonators vollständig verhindert werden.

Fig. 2 ist eine Zeichnung, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt ein Axialfluß-Laseroszillator der zweiten Ausführungsform fol­ gende Elemente, wobei die detaillierte Erklärung der Teile, die auch der Axialfluß-Laseroszillator der ersten Ausführungsform aufweist, weggelassen wurde: eine Resonatorbasis 9; eine Ver­ bindungsöffnung 9a für das Gaslasermedium; eine Verteilungsöff­ nung 9b von der Resonatorbasis 9 zu den Spiegelhalterungen 12a und 12b; ein Gasfluß-Durchgangsloch 9c, das in der Resonatorba­ sis 9 vorgesehen ist; eine verbindende Gaszuführungseinrichtung 20, welche ein Gasfluß-Durchgangsloch 20c einschließt; einen den Resonator haltenden bzw. tragenden Stab 20a, der durch die Seitenwände des Resonators verläuft; ein den Resonator tragen­ des Lager 20b zum Tragen des den Resonator haltenden Stabs 20a; ein Kühlungsring 21 mit einem ringförmigen Kühlwasserloch 21a darin und eine schraubenförmige Gasführungsplatte 22.

Die Spiegelhalterungen 12a und 12b sind an beiden Endtei­ len der Resonatorbasis 9 angebracht und auf einer oberen fla­ chen Seite befestigt, die durch die oberen vorstehenden Seiten­ teile 9d der Resonatorbasis 9, ähnlich wie in Fig. 1, gebildet ist.

Die Verbindungsgaszuführungseinrichtung 20 ist auf der un­ teren Seitenfläche der Resonatorbasis 9 nahe dem Ende ihres Ausgangsspiegels 3 befestigt und das Rollgleitstück 11 ist auf der unteren Seitenfläche nahe dem Ende ihres Totalreflexions­ spiegels 4 befestigt und die Resonatorbasis 9 wird durch das den Stab stützende Lager 20b getragen, welches an dem den Reso­ nator stützenden Stab 20a angeordnet ist, der an der Seitenwand der verbindenden Gaszuführungseinrichtung 20 und dem Rollgleit­ stück 11, vorgesehen ist.

Der Kühlring 21 ist an der äußeren Seitenfläche der ver­ bindenden Gaszuführungseinrichtung 20 derart angebracht, daß beide koaxial angeordnet sind. Die gewundene Gasführungsschrau­ be 22 erstreckt sich über die gesamte Länge des Gasdurchflußlochs 9c von der Verbindungsöffnung 9a am Ende des Ausgangs­ spiegels 3 bis hinunter zu dem Ende des Totalreflexionsspiegels 4 der Resonatorbasis 9. Die Anzahl der Windungen bzw. die Gangzahl der gewundenen Gasführungsschraube 22 ist so gewählt, daß sie in etwa eine ganze Zahl ergibt.

Im allgemeinen veranlasst das Gaslasermedium das Gasrohr 7 zum Expandieren und Kontrahieren, in Abhängigkeit von dessen Temperaturschwankungen, während es durch das Gaszuführungsrohr 7 gelangt. Andererseits ist die Resonatorbasis 9 an dem Gasrohr 7 nur durch die verbindende Gaszuführungseinrichtung 20 befe­ stigt, welche durch den den Resonator tragenden Stab 20a und das den Stab tragende Lager 20b befestigt ist. Daher weicht die optische Resonatorachse nicht durch die Expansion und Kontrak­ tion des Gasrohres 7 ab.

Der Kühlring 21 gleicht die Temperaturverteilungen um das Gasfluß-Durchgangsloch 9c der Resonatorbasis 9 am Ende des Aus­ gangsspiegels 3 sowie das Gasfluß-Durchgangsloch 20c der Ver­ bindungsgaszuführungseinrichtung 20 aus, so daß sie gleichmäßig sind.

Das Gaslasermedium fließt mit schraubenförmigen Bewegungen entsprechend der ganzen Zahl während des Durchflusses durch das Gasfluß-Durchgangsloch 9c in der Resonatorbasis 9, beginnend von der Verbindungsöffnung 9a hinunter bis zu dem Ende des To­ talreflexionsspiegels 4. Dadurch wird jede lokale Erwärmung oder Abkühlung der Resonatorbasis 9 verhindert und entlang der gesamten Länge der Resonatorbasis 9 weist sie, der Temperatur­ schwankung des Gaslasermediums folgend, eine gleichmäßige Tem­ peraturverteilung auf.

Gemäß der oben genannten zweiten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung verursachen die Expansion und die Kontrak­ tion des Gasrohrs 7 keine Abweichung von der optischen Resona­ torachse, auch wenn in dem Gaslasermedium, welches dem Resona­ tor in Abhängigkeit von der Menge der Entladungseingangslei­ stung zugeführt wird, eine Temperaturschwankung auftritt. Au­ ßerdem besteht nicht die Gefahr, daß eine unerwünschte Tempera­ turungleichmäßigkeit über der Oberfläche der Resonatorbasis 9 erzeugt wird, und daher ist die Resonatorbasis 9 immer gerade und garantiert somit eine zufriedenstellende Ausrichtung der optischen Achse.

Wie aus den Erklärungen der Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung gemäß des Axialfluß-Laseroszillators der vor­ liegenden Erfindung hervorgeht, wird, auch wenn Temperatur­ schwankungen des Gaslasermediums in Abhängigkeit von der Menge des Entladungseingangs auftreten, dadurch keine Verzerrung oder Abweichung der optischen Resonatorachse verursacht. Dadurch, daß eine Verzerrung oder Abweichung der optischen Achse nicht vorkommt, wird außerdem die Temperaturschwankung des Gaslaser­ mediums selbst verhindert. Dadurch kann ein ausgezeichneter Axialfluß-Laseroszillator, der einen stabilisierten Ausgang aufweisen kann, realisiert werden.

Claims (6)

1. Axialfluss-Laseroszillator, umfassend:
einen Laserresonator mit einer ersten Gasentladungsröh­ re (5a) und einer zweiten Gasentladungsröhre (5b), die koaxi­ al und seriell durch eine Gasauslasseinrichtung (13) verbun­ den sind und dadurch eine integrierte Gasentladungsröhre bil­ den zum Erzeugen von elektrischen Entladungen in einem darin befindlichen Gaslasermedium, wobei der Laserresonator einen Ausgangsspiegel (3) und einen Totalreflexionsspiegel (4) auf­ weist, die an den jeweiligen Enden der integralen Gasentla­ dungsröhre befestigt sind,
ein Gasgebläse (1) zum Zirkulieren des Gaslasermediums durch die Gasentladungsröhren (5a, 5b),
ein Gaszuführungsrohr (7), das eine Verbindung von dem Gasgebläse zu den Gasentladungsröhren (5a, 5b) bildet,
ein Gasauslassrohr (8), das eine Verbindung durch die Gasauslasseinrichtung (13) von den proximalen Enden der Gas­ entladungsröhren zu dem Gasgebläse (11) bildet,
wenigstens eine Gaskühlungseinheit (2a, 2b), die mit dem Gaszuführungsrohr (7) oder dem Gasauslassrohr (8) verbun­ den ist,
eine Entladungsleistungszuführung (6) zum Zuführen ei­ ner Leistung zur Erzeugung der elektrischen Entladungen,
eine Resonatorbasis (9), die Gasverteilungspfade ent­ hält, die eine Verbindung von dem Gaszuführungsrohr (7) und zu einem distalen Ende der ersten Gasentladungsröhre (5a) und zu einem distalen Ende der zweiten Gasentladungsröhre (5b) herstellen und die auch in einer im wesentlichen parallelen Anordnung entlang des Laserresonators auf eine Weise angeord­ net ist, dass sie durch ihre Halteglieder an beiden Endteilen die jeweiligen distalen Enden der Gasentladungsröhren hält, und
eine verbindende Gaszuführungseinrichtung (10, 20), die an einem nahe gelegenen Endteil der Resonatorbasis (9) befes­ tigt ist derart, dass sie die Resonatorbasis (9) trägt, und mit dem Gaszuführungsrohr (7) verbunden ist, gekennzeichnet durch
eine Verteilungsführungseinrichtung mit einer Abschirm­ führungsplatte (16b, 22), die in der Resonatorbasis (9) hori­ zontal zwischen einer Gaseinlassöffnung (9a) und
einer Gasverteilungsöffnung (9b), die sich direkt über der Gaseinlassöffnung (9a) befindet und mit der ersten Gas­ entladungsröhre (5a) verbunden ist, um das Gaslasermedium zum Zuführen zu dem einen Ende der ersten Gasentladungsröhre (5a) und zu dem anderen Ende der zweiten Gasentladungsröhre (5b) zu verteilen.

2. Axialfluss-Laseroszillator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Abschirmführungsplatte (16b, 22) ent­ lang einer im wesentlichen zentralen Achse eines Gasfluss- Durchgangslochs (9c) der Resonatorbasis (9) angeordnet ist.

3. Axialfluss-Laseroszillator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Abschirmführungsplatte (22) innerhalb der Resonatorbasis (9) schraubenförmig ist, wobei sie mittels einer verbindenden Gaszuführungseinrichtung (20) an einer Stirnseite der Resonatorbasis (9) befestigt ist.

4. Axialfluss-Laseroszillator, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gaskühleinrichtung (21) an einer Position auf der Stirnseite der Resonatorbasis (9) oder entlang der Außenfläche der Resonatorbasis angeordnet ist und die Resonatorbasis kühlt, so dass sie eine gleichmäßige Temperatur aufweist.

5. Axialfluss-Laseroszillator, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gaskühleinrichtung (21) so angeord­ net ist, dass sie ein Gasfluss-Durchgangsloch (20c) für das Durchtreten des Lasermediums umgibt, und an einer Endfläche der Resonatorbasis zum Kühlen der Endfläche befestigt ist.

6. Axialfluss-Laseroszillator, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass obere vorstehende Seitenteile (9d) und untere vorstehende Seitenteile (9d') entlang den Außenflächen der Resonatorbasis (9) angeordnet sind und deren nach oben und unten gebogene Kanten eine Nut bilden, und dass ein Gebläse (15) an der Endfläche der Resonatorbasis (9) zum Erzeugen von Kühlluftströmen in der Nut angeordnet ist.